鋼廠中許多工廠操作都使用空氣來燃燒燃料,而空氣中有79%是惰性氣體(幾乎全是氮氣)。這些氮氣在爐內被加熱,並隨煙道氣排放,造成能源浪費、燃料消耗以及CO₂排放增加。此外,它還阻礙了燃燒產物的輻射傳熱。利用氧氣代替空氣(富氧燃燒)消除了氮氣,可帶來以下成果:
(1)減少60%的燃料消耗和CO₂排放;
(2)煙氣量減少75%;
(3)減排高達90%的NOx;
(4)提升產能增加;
(5)可在加熱操作中利用低熱量氣體;
(6)產生的煙氣量小且CO₂濃度高,利於應用CCUS技術。
無焰富氧燃燒是富氧燃燒的進一步發展,其特色為:
(1)無火焰可見:燃燒過程在視覺上沒有明顯的火焰,或者肉眼難以察覺。
(2)體積燃燒:燃燒在時間和空間上得到延展,以較大的體積擴散開來。
(3)溫度均勻:燃燒區的溫度均勻且較低,與空氣-燃料燃燒的溫度接近,但能量密度與
傳統富氧燃燒相同。
(4)降低NOx排放:當煙氣混合到燃燒區時,在稀釋的氧氣濃度下進行燃燒,減緩了反
應並降低了火焰溫度,使其低於熱NOx的生成溫度。
(5)均勻加熱:將煙氣混合到火焰中,能將能量分散到整個容器或爐子中,達成更快、
更均勻的加熱。
(6)助於CCUS應用:燃料消耗較低且燃燒過程中不含氮氣,可使煙氣量減少75%-80%
,有利於CCUS技術的應用。
林德公司自2003年起就開始應用無焰富氧燃燒技術,成功案例遍布鋼鐵廠的加熱爐、退火爐、鋁和銅熔煉爐等。使用這項技術已證明可節省高達65%的能源,並使燃料和CO₂排放減少20%-50%。富氧燃燒技術是實現即時脫碳的解決方案,而且還能讓鋼鐵廠在氫燃料可行時順利過渡到使用氫燃料。鋼廠可改用富氧燃燒,以實現20%-50%的CO₂減排,並準備在未來可以實現完全脫碳時開始使用綠色氫氣,實現進一步減碳。